Diferencia clave: cadena de transporte de electrones en mitocondrias frente a cloroplastos
La respiración celular y la fotosíntesis son dos procesos extremadamente importantes que ayudan a los organismos vivos en la biosfera. Ambos procesos implican el transporte de electrones que crean un gradiente de electrones. Esto provoca la formación de un gradiente de protones mediante el cual se utiliza energía para sintetizar ATP con la ayuda de la enzima ATP sintasa. La cadena de transporte de electrones (ETC), que tiene lugar en la mitocondria, se denomina "fosforilación oxidativa", ya que el proceso utiliza energía química de reacciones redox. Por el contrario, en el cloroplasto este proceso se denomina "fotofosforilación" ya que utiliza energía luminosa. Esta es la diferencia clave entre la cadena de transporte de electrones (ETC) en las mitocondrias y el cloroplasto.
CONTENIDO
1. Descripción general y diferencia clave
2. Qué es la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias
3. Qué es la cadena de transporte de electrones en los cloroplastos
4. Similitudes entre el ETC en las mitocondrias y los cloroplastos
5. Comparación lado a lado: la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias frente a los cloroplastos en forma tabular
6. Resumen
¿Qué es la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias?
La cadena de transporte de electrones que se produce en la membrana interna de las mitocondrias se conoce como fosforilación oxidativa donde los electrones se transportan a través de la membrana interna de las mitocondrias con la participación de diferentes complejos. Esto crea un gradiente de protones que provoca la síntesis de ATP. Se conoce como fosforilación oxidativa debido a la fuente de energía: son las reacciones redox que impulsan la cadena de transporte de electrones.
La cadena de transporte de electrones consta de muchas proteínas y moléculas orgánicas diferentes que incluyen diferentes complejos, a saber, el complejo I, II, III, IV y el complejo ATP sintasa. Durante el movimiento de los electrones a través de la cadena de transporte de electrones, se mueven de niveles de energía más altos a niveles de energía más bajos. El gradiente de electrones creado durante este movimiento deriva energía que se utiliza para bombear iones H + a través de la membrana interna desde la matriz hacia el espacio intermembrana. Esto crea un gradiente de protones. Los electrones que entran en la cadena de transporte de electrones se derivan de FADH2 y NADH. Estos se sintetizan durante las etapas respiratorias celulares más tempranas que incluyen la glucólisis y el ciclo de TCA.
Figura 01: Cadena de transporte de electrones en las mitocondrias
Los complejos I, II y IV se consideran bombas de protones. Ambos complejos I y II pasan colectivamente electrones a un portador de electrones conocido como ubiquinona que transfiere los electrones al complejo III. Durante el movimiento de electrones a través del complejo III, se envían más iones H + a través de la membrana interna al espacio intermembrana. Otro portador de electrones móviles conocido como citocromo C recibe los electrones que luego pasan al complejo IV. Esto provoca la transferencia final de iones H + al espacio intermembrana. Los electrones finalmente son aceptados por el oxígeno que luego se utiliza para formar agua. El gradiente de fuerza motriz del protón se dirige hacia el complejo final que es la ATP sintasa que sintetiza ATP.
¿Qué es la cadena de transporte de electrones en los cloroplastos?
La cadena de transporte de electrones que tiene lugar dentro del cloroplasto se conoce comúnmente como fotofosforilación. Dado que la fuente de energía es la luz solar, la fosforilación de ADP a ATP se conoce como fotofosforilación. En este proceso, la energía luminosa se utiliza en la creación de un electrón donador de alta energía que luego fluye en un patrón unidireccional hacia un aceptor de electrones de menor energía. El movimiento de los electrones del donante al aceptor se denomina Cadena de transporte de electrones. La fotofosforilación puede ser de dos vías; fotofosforilación cíclica y fotofosforilación no cíclica.
Figura 02: Cadena de transporte de electrones en cloroplasto
La fotofosforilación cíclica se produce básicamente en la membrana tilacoide donde se inicia el flujo de electrones a partir de un complejo de pigmentos conocido como fotosistema I. Cuando la luz solar incide sobre el fotosistema; Las moléculas que absorben la luz capturarán la luz y la pasarán a una molécula de clorofila especial en el fotosistema. Esto conduce a la excitación y finalmente a la liberación de un electrón de alta energía. Esta energía pasa de un aceptor de electrones al siguiente aceptor de electrones en un gradiente de electrones que finalmente es aceptado por un aceptor de electrones de menor energía. El movimiento de los electrones induce una fuerza motriz de protones que implica el bombeo de H +iones a través de las membranas. Esto se utiliza en la producción de ATP. La ATP sintasa se utiliza como enzima durante este proceso. La fotofosforilación cíclica no produce oxígeno ni NADPH.
En la fotofosforilación no cíclica, se produce la participación de dos fotosistemas. Inicialmente, se lisa una molécula de agua para producir 2H + + 1 / 2O 2 + 2e -. El fotosistema II conserva los dos electrones. Los pigmentos de clorofila presentes en el fotosistema absorben energía luminosa en forma de fotones y la transfieren a una molécula central. Se impulsan dos electrones del fotosistema que es aceptado por el aceptor de electrones primario. A diferencia de la vía cíclica, los dos electrones no regresarán al fotosistema. El déficit de electrones en el fotosistema lo proporcionará la lisis de otra molécula de agua. Los electrones del fotosistema II se transferirán al fotosistema I donde tendrá lugar un proceso similar. El flujo de electrones de un aceptor al siguiente creará un gradiente de electrones que es una fuerza motriz de protones que se utiliza para sintetizar ATP.
¿Cuáles son las similitudes entre ETC en mitocondrias y cloroplastos?
- La ATP sintasa se utiliza en ETC tanto por las mitocondrias como por el cloroplasto.
- En ambos, 3 moléculas de ATP son sintetizadas por 2 protones.
¿Cuál es la diferencia entre la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias y los cloroplastos?
Diferencia del medio del artículo antes de la mesa
ETC en mitocondrias vs ETC en cloroplastos |
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| La cadena de transporte de electrones que se produce en la membrana interna de las mitocondrias se conoce como fosforilación oxidativa o cadena de transporte de electrones en las mitocondrias. | La cadena de transporte de electrones que tiene lugar dentro del cloroplasto se conoce como fotofosforilación o la cadena de transporte de electrones en el cloroplasto. |
| Tipo de fosforilación | |
| La fosforilación oxidativa ocurre en ETC de mitocondrias. | La fotofosforilación ocurre en ETC de cloroplastos. |
| Fuente de energía | |
| La fuente de energía de ETP en las mitocondrias es la energía química derivada de las reacciones redox. | ETC en los cloroplastos utiliza energía luminosa. |
| Ubicación | |
| ETC en las mitocondrias tiene lugar en las crestas de las mitocondrias. | La ETC en los cloroplastos tiene lugar en la membrana tilacoide del cloroplasto. |
| Coenzima | |
| NAD y FAD participan en la ETC de las mitocondrias. | NADP implica la ETC de los cloroplastos. |
| Gradiente de protones | |
| El gradiente de protones actúa desde el espacio intermembrana hasta la matriz durante el ETC de las mitocondrias. | El gradiente de protones actúa desde el espacio tilacoide hasta el estroma del cloroplasto durante la ETC de los cloroplastos. |
| Aceptador final de electrones | |
| El oxígeno es el aceptor de electrones final de ETC en las mitocondrias. | La clorofila en la fotofosforilación cíclica y NADPH + en la fotofosforilación no cíclica son los aceptores finales de electrones en ETC en los cloroplastos. |
Resumen: cadena de transporte de electrones en mitocondrias frente a cloroplastos
La cadena de transporte de electrones que se produce en la membrana tilacoide del cloroplasto se conoce como fotofosforilación, ya que se utiliza energía luminosa para impulsar el proceso. En la mitocondria, la cadena de transporte de electrones se conoce como fosforilación oxidativa donde los electrones de NADH y FADH2 que se derivan de la glucólisis y el ciclo de TCA se convierten en ATP a través de un gradiente de protones. Esta es la diferencia clave entre ETC en mitocondrias y ETC en cloroplastos. Ambos procesos utilizan ATP sintasa durante la síntesis de ATP.
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